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德國KOBOLD壓力傳感器零點漂移的補償方法

1. 多項式擬合規(guī)范化法。

由于在實際測量中。KOBOLD壓力傳感器所測量的溫度、壓力等物理量不會與輸出值是嚴(yán)格的線性關(guān)系，因此其函數(shù)關(guān)系常常是多項式形式。多項式可用于非線性信號的擬合，關(guān)鍵在于求解其各項系數(shù)。

2. RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法?；驹恚和ǔＡ泓c溫度補償軟件算法中公式法較復(fù)雜，切擬合精度常會受到限制。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法具有使用的樣本數(shù)少，算法簡單、具有任意函數(shù)逼近能力，應(yīng)用前景良好。

此外軟件法還包括查表法、插值法等，還有一些廠家從壓力傳感器本身的特點出發(fā)，采用特殊技術(shù)，如改變摻雜濃度等，或者采用自校準(zhǔn)技術(shù)來解決零點漂移的問題，這里就不一一列舉。硬件補償固然重要有其優(yōu)勢所在，但畢竟信息技術(shù)在發(fā)展，儀器設(shè)備微型化、智能化是不言而喻的大趨勢，所以我們必須加緊其它補償方法的研究。

3. 硬件零點補償方法。對壓力傳感器而言，硬件補償方法有在橋臂上串、并聯(lián)恰當(dāng)恒定電阻法，橋臂熱敏電阻補償法，橋外串、并聯(lián)熱敏電阻補償法，雙電橋補償技術(shù)、三極管補償技術(shù)等。

4. 軟件補償零點漂移方法。在信號采集過程中，在觸發(fā)信號未發(fā)生到觸發(fā)采集以及在采集結(jié)束后的這些時間段里，輸入的信號為零，輸出的信號不為零，這種采集到的輸出數(shù)據(jù)以隨機(jī)噪聲的形式存在，對于數(shù)據(jù)的計算與處理是沒有意義的，我們定義這段時間里采集到的信號值稱之為零點漂移。

溫度誤差

理論的壓力傳感器應(yīng)變片的電阻只隨應(yīng)變的變化而變化,但是實際上,電阻絲的電阻率及形狀都會隨溫度的變化而變化,因此其電阻值也

會發(fā)生變化,從而產(chǎn)生溫度誤差。

KOBOLD壓力傳感器零點溫度漂移

零點溫度影響是指環(huán)境溫度的變化對壓力傳感器零點的影響。一般用溫度每變化10°C時 ,引起的零平衡變化量對額定輸出的百分比來表

示,單位為: %F.S./10°C.

靈敏度溫度漂移

靈敏度溫度漂移是指環(huán)境溫度的變化引|起的壓力傳感器靈敏度的變化。一般以溫 度每變化10°C引|起壓力傳感器靈敏度的變化量額定輸出的

百分比來表示,單位為: F.S./10°C。

當(dāng)溫度變化時,總的電阻相對變化量為壓力傳感器總的電阻隨溫度變化量公式

中, at為敏感柵材料的電阻溫度系數(shù), k為應(yīng)變片靈敏系數(shù), ag為試件的膨脹系數(shù)as為壓力傳感器應(yīng)變片敏感柵材料的膨脹系數(shù)。

相應(yīng)的虛假應(yīng)變?yōu)閴毫鞲衅鞯奶摷賾?yīng)變公式

為消除此項溫度誤差,必須采取溫度補償措施。

溫度補償

通常補償溫度誤差的方法有自補償法和線路補償法

1.自補償法

(1 )單絲自補償法

其原理是,適當(dāng)選取柵絲的溫度系數(shù)及膨脹系數(shù),使KOBOLD壓力傳感器單絲自補償法公式

從而使st=0。

這種自補償應(yīng)變片容易加工,成本低,但只適用特定試件材料,溫度補償范圍也較窄。

(2 )組合式自補償法

這種方法是將兩種不同溫度系數(shù)的金屬絲串接組成, -種類型是選用兩種具有不同符號的電阻溫度系數(shù)的金屬絲;另-種是采用兩種同符

號的電阻溫度系數(shù)的金屬絲,但兩種金屬絲所形成的電阻分別接到電橋的相鄰兩臂中。

2.線路補償法

常用的好的補償方法是電橋補償法。它是通過以應(yīng)變片作為電橋的一臂,而以與應(yīng)變片同-材料的補償片為電橋的另一臂 ,使補償片與

應(yīng)變片有相同的溫度變化規(guī)律,根據(jù)電橋相鄰兩臂的電阻同時變化某一個 量時將不會影響電橋輸出這一特性進(jìn)行補償。

差動電橋因采用了兩個同一類型的應(yīng)變片,只是其應(yīng)變方向相反,故可直接對溫度誤差進(jìn)行補償。

電橋補償法簡易可行,使用普通應(yīng)變片可對各種試件材料在較大溫度范圍內(nèi)進(jìn)行補償,因而最為常用。

當(dāng)然,除了采用補償片或差動應(yīng)變片外,也可采用熱敏電阻進(jìn)行補償。